CN118408652A - 温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器技术领域，公开了一种温度传感器，包括基座和基座前端的安装端，所述安装端内形成空腔，空腔的下端通过镂空支架固定设置探头，所述探头的上端伸入至空腔内，下端伸出镂空支架。本发明在不增加传感器长度的前提下，通过在探头外形成介质空间，使探头与被测介质充分接触，增加被测介质的有效热传递，保证探头能够充分快速响应介质温度变化。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种温度传感器。
背景技术
在航空航天以及工业应用中，需要使用侵入式温度传感器测量介质温度。在精密测量的场合中，不仅要求传感器精度高，响应快，同时由于安装空间与管道直径的限制，需要传感器尺寸小巧，探头长度短。
参见附图6，传统侵入式温度传感器的感温模块由热敏感元件1、探头2、导热胶3、基座4组成。探头2是中空形零件，热敏感元件1被安装在探头2中，在探头2中灌入导热胶3。
热敏感元件通过热电阻，热电偶感应原理，精确计算得到温度值，传感器可以是被动式温度传感器，主动式温度变送器。
参见附图7,现有的温度传感器在工作时，当管道5中被测介质温度发生变化时，热量通过探头2、导热胶3传递至热敏感元件1，热敏感元件的电阻值随着介质温度的变化而变化，电阻值与被测介质的温度具有很强的相关性。在以下的描述中我们假设被测介质的温度高于外界温度，便于对现象的描述。如果被测介质的温度低于外界温度，则热流量呈反方向，因此不影响本专利的有效性。
从附图7中可以看出，由于基座受外界影响其温度会低于被测介质温度。大量的热量从探头向基座传到，因而影响到热敏感元件的温度何其上升时间，直接影响测量精度。
因此，要想热量更有效地通过探头2传递至导热胶3，并被热敏感元件1检测到，就要将探头2更长地伸入至介质中。该方式增加了热敏感元件和基座的传导长度， 能有效的减少热量损失。该方法会受实际安装空间的限制，比如被测介质的管道直径很小等等。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种温度传感器，通过在探头和基座之间形成介质空间，保证探头能够充分快速响应介质温度变化。
本发明采取的技术方案是：
一种温度传感器，其特征是，包括基座和基座前端的安装端，所述安装端内形成空腔，空腔的下端通过镂空支架固定设置探头，所述探头的上端伸入至空腔内，下端伸出镂空支架。
进一步，所述探头的热敏感元件位于探头下端内部。
进一步，所述空腔的上端设置端盖，所述探头的信号线从端盖上引出。
进一步，所述镂空支架套设于空腔下端内部，中间形成安装孔，安装孔的外侧形成通道。
进一步，所述探头内部通过导热胶将热敏感元件固定，所述导热胶充满探头内部。
进一步，所述安装端设置外螺纹段，安装端与基座之间设置密封圈。
本发明的有益效果是：
（1）在不增加传感器整体长度的基础上，探头和基座形成的空腔能让高温介质进入，从而切断了探头和基座之间的热损失；更进一步，进入空腔的高温介质能够给探头增加热传导面积，提高接近基座的探头温度，这使得探头整体温度能增加更快，提高热敏感元件的温度上升速度，使其更精确地反映介质的温度值；
附图说明
附图1是本发明温度传感器的平面结构示意图；
附图2是附图1的温度传感器的剖视示意图；
附图3是温度传感器的立体结构示意图；
附图4是温度传感器工作时的热量传送示意图；
附图5是新旧方案测量温度的响应曲线图；
附图6是现有技术中的温度传感器剖视示意图；
附图7是现有技术中温度传感器工作时的热量传送示意图。
附图中的标号分别为：
1.热敏感元件； 2.探头；
3.导热胶； 4.基座；
5.管道； 6.安装端；
7.密封圈； 8.空腔；
9.镂空支架； 10.通道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明温度传感器的具体实施方式作详细说明。
参见附图1至3，本发明的温度传感器包括基座4和基座4前端的安装端6，安装端6用于将传感器安装于管道5上，安装端6设置外螺纹，与管道5上的螺纹孔匹配。并可在螺纹根部设置密封圈7。
安装端6内形成空腔8，空腔8的下端通过镂空支架9固定设置探头2，探头2的上端伸入至空腔8内，下端伸出镂空支架9。探头2的热敏感元件1位于探头2下端内部。探头2内部通过导热胶3将热敏感元件1固定，导热胶3充满探头2内部。
空腔8的上端延伸至基座4内部，上端设置端盖，探头2的信号线从端盖上引出，再通过基座4上方伸出，与检测设备连接。
镂空支架9套设于空腔8下端内部，中间形成安装孔，安装孔的外侧形成通道10。
参见附图4，在温度传感器安装于管道5上时，探头2的下端部从安装端6伸出于管道5的介质中，由于镂空支架9的结构，介质在流动时，从镂空支架9中进入空腔8，将空腔8内充满介质，介质快速将探头2包围，使探头2快速接收介质的温度变化，热敏感元件1及时感知温度信号，提高了传感器的响应速度和检测精度。
附图4中，介质从镂空支架9进入空腔8后，热量随着介质传递至整个探头2，有效热能包覆住探头2，大大提高测量精度。
参见附图5，经对导热性能进行仿真计算，将现有技术中的温度传感器和本专利的温度传感器，同时从常温放置于温度为100℃的介质中，分别计算两种方案到达60℃(100℃*60%=60℃)的时间，通过计算得知，创新方案的响应时间比成熟方案减少了超过50%。在对响应时间很高的精密测量场合有着非常积极的意义。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种温度传感器，其特征在于：包括基座和基座前端的安装端，所述安装端内形成空腔，空腔的下端通过镂空支架固定设置探头，所述探头的上端伸入至空腔内，下端伸出镂空支架。
2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于：所述探头的热敏感元件位于探头下端内部。
3.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于：所述空腔的上端设置端盖，所述探头的信号线从端盖上引出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述镂空支架套设于空腔下端内部，中间形成安装孔，安装孔的外侧形成通道。
5.根据权利要求2所述的温度传感器，其特征在于：所述探头内部通过导热胶将热敏感元件固定，所述导热胶充满探头内部。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述安装端设置外螺纹段，安装端与基座之间设置密封圈。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118408652A true CN118408652A (zh) | 2024-07-30 |
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| PB01 | Publication |